環(huán)凱Lac啟動(dòng)子自誘導(dǎo)培養(yǎng)基介紹（原理、優(yōu)勢(shì)及產(chǎn)品特點(diǎn)）
發(fā)布時(shí)間：2022-07-19 瀏覽次數(shù)：4448
目前的重組蛋白多是采用原核表達(dá)系統(tǒng)尤其大腸桿菌，該表達(dá)系統(tǒng)因其遺傳背景清楚、轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)導(dǎo)效率高、生長(zhǎng)繁殖快、成本低廉，因此被大規(guī)模應(yīng)用于細(xì)胞因子、工具酶、蛋白藥物類(lèi)等重組蛋白的表達(dá)。通常，大腸桿菌表達(dá)多采用LB肉湯培養(yǎng)基加誘導(dǎo)劑IPTG誘導(dǎo)的方式，該方式需要在接種大腸桿菌后監(jiān)測(cè)菌體密度，待OD???=0.6左右，再加入誘導(dǎo)劑IPTG誘導(dǎo)外源蛋白表達(dá)，不管是加入IPTG的時(shí)間還是濃度都需要大量的實(shí)驗(yàn)來(lái)摸索以尋求最適表達(dá)條件，操作非常繁瑣，而本公司的Lac自誘導(dǎo)型營(yíng)養(yǎng)肉湯在接菌后，不再需要監(jiān)測(cè)細(xì)胞密度和添加IPTG，直接置于合適溫度下培養(yǎng)就行。
自誘導(dǎo)培養(yǎng)基原理
葡萄糖作為半乳糖操縱子的阻遏因子阻止細(xì)菌利用α-乳糖，而被優(yōu)先代謝，促進(jìn)細(xì)菌高密度生長(zhǎng)。一旦培養(yǎng)基中的葡萄糖被耗盡（通常發(fā)生在對(duì)數(shù)期的后期），乳糖被?-半乳糖苷酶轉(zhuǎn)換成異乳糖（葡萄糖-1,6-半乳糖），而后者作為IPTG誘導(dǎo)型啟動(dòng)子的誘導(dǎo)劑，引起乳糖阻遏子從與DNA結(jié)合的位點(diǎn)上釋放，啟動(dòng)重組蛋白的表達(dá)。對(duì)于DE3基因型的E.coli中，異乳糖使T7 lac啟動(dòng)子去阻遏，并誘導(dǎo)lacUV5啟動(dòng)子表達(dá)T7 RNA聚合酶。通常，外源蛋白在細(xì)菌中表達(dá)時(shí)常使用IPTG誘導(dǎo)的啟動(dòng)子，如lac啟動(dòng)子。
圖1 lac操縱子負(fù)調(diào)控
①無(wú)乳糖時(shí)，操縱子被阻遏。lac I基因表達(dá)產(chǎn)生阻遏物（綠色），阻遏物結(jié)合操縱基因（operator），阻止RNA聚合酶轉(zhuǎn)錄lac基因。
②有乳糖時(shí)，誘導(dǎo)物（inducer，黑色）與阻遏物結(jié)合，改變了阻遏物的構(gòu)象，使其不在與操縱基因結(jié)合，阻遏物脫離操縱基因，RNA聚合酶起始結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄，產(chǎn)生多順?lè)醋觤RNA，進(jìn)而翻譯產(chǎn)生β-半乳糖苷酶、透性酶和轉(zhuǎn)乙酰酶。
自誘導(dǎo)培養(yǎng)基優(yōu)勢(shì)
自誘導(dǎo)方式是在E.coli菌體生長(zhǎng)到某一特定點(diǎn)時(shí)蛋白表達(dá)自發(fā)開(kāi)始，省去了監(jiān)測(cè)菌體密度（OD600）和添加IPTG這兩個(gè)步驟。與傳統(tǒng)IPTG誘導(dǎo)的蛋白表達(dá)過(guò)程相比，使用自動(dòng)誘導(dǎo)培養(yǎng)基極大簡(jiǎn)化了流程。
自誘導(dǎo)培養(yǎng)基(lac啟動(dòng)子)產(chǎn)品及特點(diǎn)
本產(chǎn)品利用E.coli自身對(duì)培養(yǎng)基中碳源和能源的調(diào)控利用機(jī)制，實(shí)現(xiàn)外源蛋白在細(xì)菌達(dá)到飽和期后的自動(dòng)誘導(dǎo)。
具有下列特點(diǎn):
無(wú)需添加IPTG等誘導(dǎo)劑，節(jié)約人力物力。
免去了密切監(jiān)控培養(yǎng)液密度的過(guò)程，尤其適合大規(guī)模篩選。
細(xì)菌生長(zhǎng)密度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的IPTG誘導(dǎo)表達(dá)系統(tǒng)。
外源蛋白表達(dá)量遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的IPTG誘導(dǎo)表達(dá)系統(tǒng)。
即開(kāi)即用，操作簡(jiǎn)單。
- 兼容各種培養(yǎng)容器(如培養(yǎng)瓶、培養(yǎng)罐、深孔管、發(fā)酵罐等)。
自誘導(dǎo)表達(dá)的培養(yǎng)基可提高pET系列和其它IPTG原核誘導(dǎo)表達(dá)系統(tǒng)在大腸桿菌中蛋白的表達(dá)量，無(wú)需要培養(yǎng)液生長(zhǎng)密度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。此外，IPTG存在一定毒性，使用了不含IPTG的自誘導(dǎo)培養(yǎng)基可以使表達(dá)的目的蛋白量大大增加。
自誘導(dǎo)培養(yǎng)基適用的載體類(lèi)型
表1 可被自誘導(dǎo)培養(yǎng)基誘導(dǎo)表達(dá)的大腸桿菌表達(dá)載體
啟動(dòng)子名稱 | 啟動(dòng)子類(lèi)型 | 依賴的RNA聚合酶 | 代表載體 |
lac | 大腸桿菌啟動(dòng)子 | E.coli RNA聚合酶 | pUC,pBluescript |
tac | 大腸桿菌啟動(dòng)子，trp與lac雜合 | E.coli RNA聚合酶 | pMAL,pGEX系列 |
trc | 大腸桿菌啟動(dòng)子，trp與lac雜合，和tac區(qū)別在于-35區(qū)-10區(qū)間隔比tac多1bp | E.coli RNA聚合酶 | pTrcHis |
T7-lac | T7啟動(dòng)子 | T7 RNA聚合酶 | pET,pETduet |
T5-lac | T5啟動(dòng)子 | T5 RNA聚合酶 | pQE(此系列也有T7啟動(dòng)子表達(dá)載體） |
該自誘導(dǎo)培養(yǎng)基基于F. William Studier博士的技術(shù)，使用了不同代謝成分提高細(xì)胞的生長(zhǎng)密度，并自動(dòng)誘導(dǎo)lac啟動(dòng)子開(kāi)始轉(zhuǎn)錄。
